CN110680529A - 一种基于3d打印的种植牙导板及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于3D打印的种植牙导板，包括基体和导向孔，所述基体包括用于开设所述导向孔的定位部，以及一体连接于定位部下端的固定部，所述导向孔内设置有种植点套管，所述导向孔上设置有缺口，所述种植点套管上设置有与所述缺口相配合的适配块，种植点套管紧固在导向孔内，使用医用钻孔工具穿过导向孔向牙龈内部的骸骨钻孔的过程中，避免了钻头移位，提高了种植牙导板的定位精度；还公开了一种基于3D打印的种植牙导板的方法，包括步骤一制作石膏模型；步骤二重建患者口颌区的牙齿、骨骼三维模型；步骤三获取种植牙导板三维模型数据；步骤四打印种植牙导板。本发明采用3D打印技术可缩短整个可重构导板的制作周期，实现了基板的快速制作和导板的现场重构。

Description

一种基于3D打印的种植牙导板及制作方法

技术领域

本发明属于牙科领域，具体涉及一种基于3D打印的种植牙导板及制作方法。

背景技术

植牙手术为一种假牙制作的流程，在患部牙龈进行钻孔，将钛金属或其他适合材质的人工牙根(即植体)植入口腔齿槽骨中，替代患部原有的牙根，待植体与骨头紧密结合后，即进行假牙重建。牙科种植导板是用于辅助医生准确找到种植体的深度及方向的工具，种植导板在口腔种植手术治疗过程中能够准确引导种植定点及备洞，避免了手术由于视野不佳、视角偏斜等原因造成的种植位点偏移等引起的并发症，降低了手术难度。

实际操作中通常采用计算机进行辅助设计和制造，即在种牙手术前通过病人颌面CT图像重建出颌骨三维模型，根据颌骨的图像数据选择合适的种植体类型，结合种植体的牙齿、骨量等信息选择和设计数字化手术导板，最终得到总体的种植手术方案；但运用数字化手术导板种植的成功与否，很大程度上取决于导板支撑方式和定位基准的选择，导板定位不准，或者手术过程中由于支撑不佳发生偏移，定会引起种植体植入的位置不准确，从而导致种植手术失败或是种植义齿的修复失败。

现有公开号为CN202920377U的中国专利，公开了一种牙种植手术通用导板，包括上导板和下导板，下导板位于上导板下方，所述的上导板和下导板两侧分别设有侧板，上导板侧板和下导板侧板通过卡槽和卡块滑动连接，所述的上导板和下导板两侧分别设有间隔为1mm的刻度，在上导板和下导板的中部还设有间隔为2mm的种植孔。

如上述所示的，由于牙龈凹凸不平，当基体与牙齿相贴合的部分只能够贴合到牙齿突出的部分，牙龈受挤压变形，不利于种植导板的准确定位，存在待改进的不足之处。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种基于3D打印的种植牙导板及制作方法其采用的技术方案是：

一种基于3D打印的种植牙导板，包括基体和导向孔，所述基体包括用于开设所述导向孔的定位部，以及一体连接于定位部下端的固定部，其特征在于，所述导向孔内设置有种植点套管，所述导向孔上设置有缺口，所述种植点套管上设置有与所述缺口相配合的适配块，

所述固定部与牙龈相对设置，所述固定部朝向牙龈的一侧开设有容纳牙齿的适配槽，所述适配槽沿所述固定部长度设置若干，所述适配槽的内壁呈弧形设置，在适配槽靠近口腔内部一侧的弧形内壁上设置有渗透板，在渗透板与适配槽内壁之间设置有渗透薄膜层，在适配槽背离口腔内部一侧的弧形内壁上设置有弹性条。

优选的，所述渗透板上设置有若干个网格，相邻网格相交点上设置有橡胶凸起。

优选的，所述固定部上设置有出水通道，所述出水通道与渗透薄膜层连通。

优选的，所述渗透板呈弧形设置，当牙齿嵌入所述适配槽中，所述渗透板上若干橡胶凸起贴合于牙齿上。

优选的，所述种植点套管为金属管，所述金属管内径为2.3～4mm，其长度为1～3mm。

一种基于3D打印的种植牙导板的方法，包括以下步骤：

步骤一 制作石膏模型：通过硅橡胶采集患者口腔牙齿区域，形成牙模型，用石膏灌注牙模型；

步骤二 重建患者口颌区的牙齿、骨骼三维模型：

1)对患者口颌区进行CBCT扫描，获取CBCT图像数据，

2)将获取的CBCT图像数据用标准DICOM格式记录成光盘文件保存，

3)存放到通用的医学图像控制系统软件的计算机从存储介质读入患者口颌区图像数据，使用医学图像控制系统软件进行患者口颌区的三维重建，已提取患者骨组织、上颌窦、下颌神经的结构信息，

4)使用激光扫描仪对步骤一中制作好的石膏模型进行光学扫描，获取牙齿表面数据，

5)将CBCT图像数据与光学扫描的数据进行配准，重建出患者口腔部位的牙齿、骨骼三维模型；

步骤三 获取种植牙导板三维模型数据：

1)采用3Shape Implant Studio种植设计软件完成种植计划的规划设计，确定种植体的大小、位置和方向，

2)设计与导向模板钻头相对应的标准化模板，标准化模板结合步骤二重建的患者口颌区三维模型得到初步导板模型，在软件中选择根据1)确定的种植体型号，将初步导板模型加工成种植牙导板的三维模型，

3)根据步骤二重建的患者口颌区三维模型，确定最终的种植牙导板的导向孔的尺寸，结合种植牙导板的三维模型，设计出与导向孔相对应的种植牙导板的三维模型，

4)利用软件对种植牙导板三维模型进行设计，以便达到要求的状态。

步骤四 打印种植牙导板：将制作好的种植牙导板的三维模型数据导入3D打印机中，使用分层软件对实体三维模型数据进行分层处理，获得的层片数据，控制软件根据层片数据进行逆向反求制造，包括层片打印和层片堆积，最后得到种植牙导板。

与现有技术相比：

1.本发明通过在导向孔上设置有缺口，在种植点套管上设置有与所述缺口相配合的一组适配块，将种植点套管紧固在导向孔内，提高了医生在操作钻头过程中种植牙导板的稳定性，使得种植牙导板不易移动，提高了种植牙导板的定位精度。

2.本发明中所述适配槽的内壁呈弧形设置，在适配槽靠近口腔内部一侧的弧形内壁上设置有渗透板，在渗透板与适配槽内壁之间设置有渗透薄膜层，在适配槽背离口腔内部一侧的弧形内壁上设置有弹性条，一方面，其中适配槽呈弧形设置，并且排水孔与适配槽连通的一端设置有单向透水的渗透薄膜层，使得牙龈能够更完好的嵌设在适配槽中并提高了适配槽中的请清洁度，减小了渗透薄膜与牙龈之间的间隙，减少了积水残存在两者之间，减小了积水对牙龈的污染，提高了手术环境的清洁度并且提高了种植导板的定位精度；另一方面，其中渗透板上设置有若干个网格，相邻网格相交点上设置有橡胶凸起，所述橡胶凸起与弧形内壁上设置有弹性条相配合，当安装种植导板时，牙齿嵌入种植牙导板固定部的适配槽中，使得牙齿能够更加适配于适配槽中，减少了牙龈的变形量，提高了种植牙导板的定位精度。

3.本发明在制作过程中，将石膏模型三维模型与CT三维模型图像按照预设方式配准，最大限度地结合患者的牙龈骨位置周围的骨密度和血管等因素，提高了种植牙的准确度；并在配准后的三维模型图像中进行虚拟种植，有利于提高种植牙的种植效率，缩短了医生临床操作与患者就诊的时间。

4.本发明采用3D打印技术可缩短整个可重构导板的制作周期，实现了基板的快速制作和导板的现场重构，缩短了治疗周期，降低了治疗成本。

附图说明

图1为本发明公开的一种基于3D打印的种植牙导板一实施例的结构示意图；

图2为图1中基体的结构示意图；

图3为图1中种植点套管的结构示意图；

图4为图2中渗透板的结构示意图；

图5为本发明公开的一种基于3D打印的种植牙导板制作方法一实施例的工作流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本发明具体公开了一种基于3D打印的种植牙导板，包括基体和导向孔3，在种植牙齿前需要在牙龈内包裹的骸骨上钻孔，通过将基体与牙龈之间相对固定，且导向孔与需要种植牙齿的部位对齐，再采用相关医用工具，从导向孔向骸骨内钻孔，

所述基体包括用于开设所述导向孔3的定位部1，以及一体连接于定位部1下端的固定部2，所述导向孔3内设置有种植点套管12，所述导向孔3上设置有缺口4，所述种植点套管12上设置有与所述缺口12相配合的适配块13，所述固定部2与牙龈相对设置，所述固定部2朝向牙龈的一侧开设有容纳牙齿的适配槽6，所述适配槽6沿所述固定部2长度设置若干，所述适配槽6的内壁呈弧形设置，在适配槽6靠近口腔内部一侧的弧形内壁上设置有渗透板10，在渗透板10与适配槽6内壁之间设置有渗透薄膜层8，在适配槽6背离口腔内部一侧的弧形内壁上设置有弹性条9。

如图2所示，通常牙龈的中间宽于两侧，将适配槽6设置呈弧形与牙龈相适配，当安装种植导板时，牙龈嵌入种植导板中固定板的适配槽6中时，牙龈突出的部分嵌设在适配槽6凹陷处，从而实现了在减小牙龈的变形量的同时增加了适配槽6与牙龈之间的接触的面积，提高种植导板的定位精度。

在相邻适配槽6相交处存在隆起与相邻牙龈之间相交处的沟壑相适配，将相邻适配槽相交处的隆起设置呈圆角边7，增加了固定部与牙龈之间的接触面积，减小了牙龈与隆起之间的压强，从而有效的降低牙龈在手术过程中发生破裂出血的现象，提高了固定部与牙龈之间的适配度。

如图3所示，所述导向孔3上设置有缺口4，所述种植点套管12上设置有与所述缺口4相配合的适配块13，种植点套管12紧固在导向孔3内，使用医用钻孔工具穿过导向孔3向牙龈内部的骸骨钻孔的过程中，由于种植点套管12的牢固性，避免了钻头移位，提高了种植牙导板的定位精度。

如图4所示，优选的，所述渗透板10上设置有若干个网格，相邻网格相交点上设置有橡胶凸起11，所述渗透板10呈弧形设置，当牙齿嵌入所述适配槽6中，所述渗透板10上若干橡胶凸起贴合于牙齿上，上述所述的橡胶凸起11与适配槽6背离口腔内部一侧的弧形内壁上设置的弹性条9相配合，当安装种植导板时，牙齿嵌入种植牙导板固定部2的适配槽6中，使得牙齿能够更加适配于适配槽6中，减少了牙龈的变形量，提高了种植牙导板的定位精度。

优选的，所述固定部2上设置有出水通道5，所述出水通道5与渗透薄膜层8连通，在渗透板10与适配槽6内壁之间设置有渗透薄膜层8，该薄膜层为单向渗透膜，使得牙龈与适配槽6之间的积水从排水通道流出，保证牙龈能够更完好的嵌设在适配槽6中，并提高了适配,6中的请清洁度，减小了渗透薄膜8与牙龈之间的间隙，减少了积水残存在两者之间，减小了积水对牙龈的污染，提高了手术环境的清洁度并且提高了种植导板的定位精度。

优选的，所述种植点套管12为金属管，所述金属管内径为2.3～4mm，其长度为1～3mm，更有选的，该金属管的内径为2.5mm、2.8mm、3.0mm、3.3mm、3.5mm、3.8mm或4.0mm，金属管的外径与导向孔3的内径匹配，导向孔3的内径根据种植体的尺寸确定。

如图5所示，本发明还公开了一种基于3D打印的种植牙导板的方法，包括以下步骤：

步骤一 制作石膏模型：通过硅橡胶采集患者口腔牙齿区域，形成牙模型，用石膏灌注牙模型；

步骤二 重建患者口颌区的牙齿、骨骼三维模型：

1)对患者口颌区进行CBCT扫描，获取CBCT图像数据，

在本步骤中，CBCT是Cone beam CT的简称，即锥形束CT。即锥形束投照计算机重组断层影像设备，其原理是X线发生器以较低的射线量(通常球管电流在10mA左右)围绕投照体做环形DR(数字式投照)。

2)将获取的CBCT图像数据用标准DICOM格式记录成光盘文件保存，

3)存放到通用的医学图像控制系统软件的计算机从存储介质读入患者口颌区图像数据，使用医学图像控制系统软件进行患者口颌区的三维重建，已提取患者骨组织、上颌窦、下颌神经的结构信息，

4)使用激光扫描仪对步骤一中制作好的石膏模型进行光学扫描，获取牙齿表面数据，

5)将CBCT图像数据与光学扫描的数据进行配准，重建出患者口腔部位的牙齿、骨骼三维模型；

步骤三 获取种植牙导板三维模型数据：

1)采用3Shape Implant Studio种植设计软件完成种植计划的规划设计，确定种植体的大小、位置和方向，

2)设计与导向模板钻头相对应的标准化模板，标准化模板结合步骤二重建的患者口颌区三维模型得到初步导板模型，在软件中选择根据1)确定的种植体型号，将初步导板模型加工成种植牙导板的三维模型，

3)根据步骤二重建的患者口颌区三维模型，确定最终的种植牙导板的导向孔的尺寸，结合种植牙导板的三维模型，设计出与导向孔相对应的种植牙导板的三维模型，

4)利用软件对种植牙导板三维模型进行设计，以便达到要求的状态。

步骤四 打印种植牙导板：将制作好的种植牙导板的三维模型数据导入3D打印机中，使用分层软件对实体三维模型数据进行分层处理，获得的层片数据，控制软件根据层片数据进行逆向反求制造，包括层片打印和层片堆积，最后得到种植牙导板。

在步骤三中导向孔尺寸的确认，需要在配准后的三维模型图像中进行模拟种植，设计导向孔的大小，该步骤是通过软件实现的，其方法是已知的，在这里就不再赘述。

对步骤四获得的种植牙导板进行后处理，包括对其进行平滑处理，以及固定弹性条和放置渗透薄膜层和渗透板，渗透板嵌设在相邻圆角边上的插接槽内，插接槽未在图中显示。

种植牙导板具体的实施过程：将种植牙导板固定在牙龈处，其中基体中定位部1上开设的导向孔3内设置有种植点套管12，种植点套管12卡接在导向孔3内，种植点套管12与需要种植的牙齿的牙龈对齐，定位部1下端的固定部2夹持在牙龈内外侧，牙龈嵌设在固定在固定部2的适配槽6中，并且当牙龈嵌入适配槽6中时，牙龈与渗透板10和弹性条9之间形成挤压，在适配槽6中积水通过渗透薄膜层8从出水通道5流至口腔中，最后将固定钉水平穿过固定部2插接在骸骨上，完成基体的完全定位。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之。

Claims (6)

1.一种基于3D打印的种植牙导板，包括基体和导向孔，所述基体包括用于开设所述导向孔的定位部，以及一体连接于定位部下端的固定部，其特征在于，所述导向孔内设置有种植点套管，所述导向孔上设置有缺口，所述种植点套管上设置有与所述缺口相配合的适配块，

所述固定部与牙龈相对设置，所述固定部朝向牙龈的一侧开设有容纳牙齿的适配槽，所述适配槽沿所述固定部长度设置若干，所述适配槽的内壁呈弧形设置，在适配槽靠近口腔内部一侧的弧形内壁上设置有渗透板，在渗透板与适配槽内壁之间设置有渗透薄膜层，在适配槽背离口腔内部一侧的弧形内壁上设置有弹性条。

2.根据权利要求1所述的基于3D打印的种植牙导板，其特征在于，所述渗透板上设置有若干个网格，相邻网格相交点上设置有橡胶凸起。

3.根据权利要求1所述的基于3D打印的种植牙导板，其特征在于，所述固定部上设置有出水通道，所述出水通道与渗透薄膜层连通。

4.根据权利要求2所述的基于3D打印的种植牙导板，其特征在于，所述渗透板呈弧形设置，当牙齿嵌入所述适配槽中，所述渗透板上若干橡胶凸起贴合于牙齿上。

5.根据权利要求1所述的基于3D打印的种植牙导板，其特征在于，所述种植点套管为金属管，所述金属管内径为2.3～4mm，其长度为1～3mm。

6.一种用于制作权利要求1-5任一项所述的基于3D打印的种植牙导板的方法，包括以下步骤：

步骤一 制作石膏模型：通过硅橡胶采集患者口腔牙齿区域，形成牙模型，用石膏灌注牙模型；

步骤二 重建患者口颌区的牙齿、骨骼三维模型：

1)对患者口颌区进行CBCT扫描，获取CBCT图像数据，

2)将获取的CBCT图像数据用标准DICOM格式记录成光盘文件保存，

3)存放到通用的医学图像控制系统软件的计算机从存储介质读入患者口颌区图像数据，使用医学图像控制系统软件进行患者口颌区的三维重建，已提取患者骨组织、上颌窦、下颌神经的结构信息，

4)使用激光扫描仪对步骤一中制作好的石膏模型进行光学扫描，获取牙齿表面数据，

5)将CBCT图像数据与光学扫描的数据进行配准，重建出患者口腔部位的牙齿、骨骼三维模型；

步骤三 获取种植牙导板三维模型数据：

1)采用3Shape Implant Studio种植设计软件完成种植计划的规划设计，确定种植体的大小、位置和方向，

2)设计与导向模板钻头相对应的标准化模板，标准化模板结合步骤二重建的患者口颌区三维模型得到初步导板模型，在软件中选择根据1)确定的种植体型号，将初步导板模型加工成种植牙导板的三维模型，

3)根据步骤二重建的患者口颌区三维模型，确定最终的种植牙导板的导向孔的尺寸，结合种植牙导板的三维模型，设计出与导向孔相对应的种植牙导板的三维模型，

4)利用软件对种植牙导板三维模型进行设计，以便达到要求的状态。

步骤四 打印种植牙导板：将制作好的种植牙导板的三维模型数据导入3D打印机中，使用分层软件对实体三维模型数据进行分层处理，获得的层片数据，控制软件根据层片数据进行逆向反求制造，包括层片打印和层片堆积，最后得到种植牙导板。

Images